* Ces auteurs ont contribué à parts égales
Ici, nous étudions l’effet de l’ergothérapie fonctionnelle combinée à un mouvement actif ou passif assisté sur la fonction des membres supérieurs de patients atteints de lésions de l’hémisphère droit et explorons l’effet de la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle sur le remodelage de la fonction cérébrale.
Étudier les effets de l’ergothérapie fonctionnelle (FOT) combinée à différents types d’exercice sur la récupération de la fonction motrice des membres supérieurs et le remodelage de la fonction cérébrale chez les patients atteints de lésions de l’hémisphère droit (RHD) en analysant la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS). Les patients (n = 32) atteints de RHD à l’hôpital Bo’ai de Pékin ont été recrutés et répartis au hasard pour recevoir soit la FOT combinée au mouvement passif (N = 16), soit la FOT combinée au mouvement actif assisté (N = 16). Le groupe de mouvement passif (FOT-PM) a reçu une ergothérapie fonctionnelle pendant 20 minutes et un exercice passif pendant 10 minutes à chaque séance, tandis que le groupe de mouvement actif assisté (FOT-AAM) a reçu une ergothérapie fonctionnelle pendant 20 minutes et des exercices actifs assistés pendant 10 minutes. Les deux groupes ont reçu un traitement médicamenteux conventionnel et d’autres thérapies de réadaptation. Le traitement a été effectué une fois par jour, 5 fois par semaine pendant 4 semaines. La récupération de la fonction motrice et des activités de la vie quotidienne (AVQ) a été évaluée à l’aide de l’évaluation de Fugl-Meyer du membre supérieur (FMA-UE) et de l’indice de Barthel modifié (MBI) avant et après le traitement, et l’activation cérébrale de l’aire motrice bilatérale a été analysée avec la fNIRS. Les résultats suggèrent que la FOT combinée à l’AAM était plus efficace que la FOT combinée à la PM pour améliorer la fonction motrice des membres supérieurs et des doigts des patients atteints de RHD, améliorer leur capacité à effectuer des activités de la vie quotidienne et faciliter le remodelage de la fonction cérébrale de la zone motrice.
Les lésions hémisphériques cérébrales peuvent entraîner un dysfonctionnement sensoriel et moteur des membres controlatéraux 1,2,3, affectant négativement le contrôle moteur, la mobilité et l’apprentissage fonctionnel des patients à divers degrés4 et imposant ainsi de lourds fardeaux aux familles et à la société5. Pour les patients présentant des lésions de l’hémisphère droit (RHD), la vitesse de récupération est loin d’être satisfaisante. Cependant, dans la plupart des cas de RHD, les membres gauches affectés, étant du côté non dominant du corps, n’ont pas reçu suffisamment d’attention de la part du patient et des soignants. Étant donné que le dysfonctionnement des membres supérieurs et des mains affecte gravement la capacité à effectuer les activités quotidiennes et la qualité de vie, une méthode plus appropriée pour améliorer l’effet de réadaptation de la fonction des membres supérieurs chez les patients atteints de RHD est nécessaire 6,7,8,9,10.
La thérapie par l’exercice est une méthode importante pour aider les patients à récupérer la fonction de leurs membres. Pour la réadaptation précoce des patients atteints de lésions cérébrales, des méthodes d’entraînement au mouvement passif (PM) et au mouvement actif assisté (AAM) sont généralement utilisées. L’AAM implique l’activité d’articulations spécifiques complétées par une combinaison de leur propre force musculaire et d’une assistance extérieure11. La clé est que le patient participe activement à la réadaptation assistée. La préparation du cerveau humain à l’activation peut aider à stimuler et à intégrer le système moteur dans le cycle de contrôle moteur. De nombreuses études ont montré que l’AAM peut induire des changements neuroplastiques, conduisant ainsi à une récupération fonctionnelle accrue chez les patients12,13.
La spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) est une technique d’imagerie basée sur des principes optiques. Selon la corrélation entre l’atténuation de la lumière dans le tissu et les différentes concentrations de substances absorbant la lumière, la fNIRS peut analyser quantitativement les changements de concentration de l’hémoglobine oxygénée et de l’hémoglobine désoxygénée dans le tissu cérébral, surveillant ainsi l’activité fonctionnelle du cortex cérébral14. De nombreuses études ont montré que la fNIRS est un moyen important de surveiller l’oxygénation du cerveau et le métabolisme énergétique après une lésion de l’hémisphère cérébral 15,16,17. Par conséquent, la fNIRS pourrait être une méthode de surveillance appropriée pour étudier les modifications du cortex cérébral liées à la récupération de la fonction motrice des membres supérieurs après une lésion de l’hémisphère cérébral.
Les signaux moteurs produits par différentes méthodes d’entrée sensorielle et les états d’ajustement du cortex sensoriel sont différents18,19. Les stimuli sensoriels produits par les mouvements passifs et actifs sont étroitement liés à la stabilité de la perception et à la capacité de construire des représentations précises de son environnement, qui guident ensuite son comportement20. Cette étude a été conçue pour explorer les effets de différents modes d’exercice sur la réadaptation précoce des membres supérieurs et l’activation cérébrale chez les patients atteints de lésions hémisphériques cérébrales en analysant les données fNIRS et de fournir des stratégies scientifiques pour la réadaptation complète des patients à l’avenir.
Le but de cette étude était d’étudier les effets de la FOT combinée à différents types d’exercice sur la fonction des membres supérieurs et le remodelage cérébral chez les patients atteints de RHD. Nous avons émis l’hypothèse que la FOT-AAM est plus efficace que la FOT-PM pour améliorer la fonction des membres supérieurs et l’activation cérébrale chez les patients atteints de RHD.
Cette étude était un essai contrôlé randomisé en simple aveugle et a été approuvée par le Comité d’éthique du Centre de recherche en réadaptation de Chine (CRRC-IEC-RF-SC-005-01) et enregistrée dans le registre chinois des essais cliniques (MR-11-23-023832).
1. Les participants
2. Randomisation et répartition
3. Intervention
4. Appréciation
5. Statistiques
Ligne de base
D’octobre 2021 à juin 2023, nous avons recruté 35 patients, dont 32 ont finalement terminé l’étude ; Aucun patient n’a présenté d’événement indésirable au cours de l’essai.
En ce qui concerne les symptômes cliniques des deux groupes de patients (tableau 1), les âges moyens de l’EG et du CG étaient respectivement de 53,19 ± 10,72 et de 55,88 ± 12,32 ans (P = 0,515). Il n’y avait pas de différences significatives entre le sexe, le type de maladie, les scores FMA-UL ou les scores MBI (P > 0,05). Avant l’intervention, les scores FMA-WH de tous les patients des deux groupes étaient de 0 point.
La FMA-UL a une grande importance clinique et permet d’évaluer efficacement et de manière fiable l’atteinte des membres supérieurs chez les patients atteints de lésions cérébrales. Le FMA-UL comporte un total de 33 éléments d’évaluation des membres supérieurs, et chaque score unidirectionnel est attribué comme suit : 2 points pour l’achèvement complet, 1 point pour l’achèvement partiel et 0 point pour l’absence d’achèvement. Le score total possible de mouvement des membres supérieurs est de 66 points. En tant que sous-catégorie de la FMA-UL, la balance poignet-main (FMA-WH) comporte 12 éléments, avec un score total possible de 24 points.
Les résultats de l’analyse de variance à mesures répétées ont montré que l’effet principal du groupe sur le score FMA-UL était significatif, F = 5,564, p = 0,030, ɳ2p = 0,214 ; l’effet principal du temps était significatif, F = 34,716, p < 0,001, ɳ2p = 0,831 ; l’effet d’interaction du groupe et du temps était significatif, F = 5,554, p = 0,030, ɳ2p = 0,256. (Tableau 2)
L’effet principal du groupe sur le score FMA-WH était significatif, F = 8,817, p = 0,006, ɳ2, p = 0,227 ; l’effet principal du temps était significatif, F = 13,357, p = 0,001, ɳ2p = 0,308 ; L’effet d’interaction entre le temps et le groupe était significatif, F = 8,817, p = 0,006, ɳ2, p = 0,227. (Tableau 2).
L’indice de Barthel modifié est largement utilisé pour évaluer la capacité d’effectuer des activités quotidiennes et mesure la capacité d’une personne à effectuer dix de ces activités de base. Le score total possible sur l’indice de Barthel est de 100 points, et plus le score est élevé, plus la capacité du patient à effectuer les activités de la vie quotidienne est forte.
L’effet principal du groupe sur le score MBI était significatif, F = 8,512, p = 0,007, ɳ2, p = 0,221 ; l’effet principal du temps était significatif, F = 588,559, p < 0,001, ɳ2p = 0,952 ; l’effet d’interaction entre le groupe et le temps était significatif, F = 10,425, p = 0,003, ɳ2p = 0,258. (Tableau 2).
La valeur intégrale est l’intégrale du signal d’oxygène dans le sang pendant l’exécution de la tâche et reflète l’amplitude de la réponse hémodynamique pendant la tâche. La valeur du centroïde est le temps (s) indiqué par la ligne verticale du centre de la zone de changement du signal d’oxygène dans le sang pendant toute la période de la tâche et est un indicateur des changements de cours dans le temps tout au long de la tâche, représentant la vitesse de la réponse hémodynamique27.
Il n’y avait pas de différence significative dans les valeurs intégrales ou centroïdes entre les deux groupes avant (Figure 5A) l’intervention (P > 0,05). Après l’intervention, la valeur intégrale de l’hémisphère droit des sujets dans le CG était de 0,20 ± 0,32, la valeur intégrale de l’hémisphère droit des sujets dans le GE était de -0,06 ± 0,24, et il y avait une différence significative dans les moyennes globales des deux groupes (t = -2,489, d = 0,92, P = 0,020, P < 0,025 est considéré comme statistiquement significatif) (tableau 3). Après l’intervention, la valeur intégrale de l’hémisphère gauche des sujets dans le CG était de 0,18 ± 0,32, la valeur intégrale de l’hémisphère gauche des sujets dans le groupe EG était de -0,04±0,26, et il n’y avait pas de différence significative dans les moyennes globales des deux groupes (t = -1,975, P = 0,059, d = 0,75). Il n’y avait pas de différences significatives dans les valeurs du centroïde entre les deux groupes après l’intervention (P > 0,025) (Figure 5B).
Figure 1 : Organigramme de recrutement. Au total, 35 sujets ont été recrutés, dont 2 sujets ne répondaient pas aux exigences et 1 sujet a abandonné en raison de l’épidémie, et 32 sujets ont finalement été inclus. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Entraînement de rééducation des membres supérieurs avec différents modes de mouvement. (A,B) EG effectuant un entraînement actif de rééducation de la main. (C) CG effectuant un entraînement de rééducation passive de la main. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Disposition et emplacement des faisceaux lumineux. Un cercle rouge représente une source lumineuse, un cercle bleu représente un détecteur et la trajectoire du faisceau est indiquée entre eux. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Paradigme de la tâche. Une tâche de repos (15 s) (30 s) a été utilisée comme unité de test et répétée 5 fois au total. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Nuages de points montrant les distributions des valeurs du centroïde et des valeurs intégrales de l’hémisphère droit dans les deux groupes de patients. (A) Avant l’intervention. (B) Après l’intervention. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Variable | PM (n = 16) | AAM (n = 16) | Valeur p |
Sexe (homme/femme) | 9/7 | 8/8 | 1 |
Âge en années (moyenne ± écart-type) | 53.19 ± 10.72 | 55.88 ± 12.32 | 0.515 |
Type (hémorragique/ischémique) | 9/7 | 6/10 | 0.479 |
Tableau 1 : Caractéristiques des sujets. FMA : Évaluation Fugl-Meyer ; MBI : Indice de Barthel modifié ; PM : mouvement passif ; AAM : mouvement actif assisté ; FOT : ergothérapie fonctionnelle.
Indicateurs d’évaluation | Effet principal (groupe) | Effet principal (temps) | Effet d’interaction (groupe x temps) | ||||||
F | Valeurs P | η² | F | Valeurs P | η² | F | Valeurs P | η² | |
FMA-UL | 5.564 | 0.03 | 0.214 | 34.716 | <0,001 | 0.831 | 5.554 | 0.03 | 0.256 |
FMA-WH | 8.817 | 0.006 | 0.227 | 13.357 | 0.001 | 0.308 | 8.817 | 0.006 | 0.227 |
MBI | 8.512 | 0.007 | 0.221 | 588.559 | <0,001 | 0.952 | 10.425 | 0.003 | 0.258 |
Tableau 2 : Résultats de l’analyse de l’analyse de l’ANOVA à deux facteurs répétée sur l’effet GROUP, TIME et l’interaction sur FMA-UL, FMA-WH et MBI.
Groupe de mouvement actif assisté | Groupe de mouvement passif | |||||
moyenne ± ET | moyenne ± ET | Valeur t | Valeur P | Le d | ||
Valeur intégrale | Gauche | -0,04 ± 0,26 | 0,18 ± 0,32 | -1.975 | 0.059 | 0.75 |
Droite | -0,06 ± 0,24 | 0,20 ± 0,32 | -2.489 | 0.02 | 0.92 | |
Valeur du centoïde | Gauche | 13.03 ± 10.45 | 11.54 ± 9.13 | 0.396 | 0.695 | 0.15 |
Droite | 11.04 ± 12.00 | 12.58 ± 10.98 | -0.351 | 0.728 | 0.13 |
Tableau 3 : Comparaison des données fNIRS entre les deux groupes après l’intervention.
Dans cette étude, en utilisant la spectroscopie proche infrarouge, nous avons exploré l’effet de la FOT combinée à l’entraînement fonctionnel des membres supérieurs dans différents modes d’exercice sur la rééducation précoce des patients atteints de RHD. La FOT aide le patient à déplacer passivement les membres supérieurs raides pour faciliter l’entraînement ultérieur. La clé est que la main saine amène la main affectée à effectuer des tâches fonctionnelles utiles, importantes et pratiques, à utiliser des objets de la vie réelle et à simuler autant que possible des scénarios réels28. Cela peut stimuler l’enthousiasme du patient pour le traitement et maximiser ses mouvements actifs. Le point le plus crucial de l’AAM est que le mouvement du patient est entraîné par le membre et la main non affectés, tandis que le membre et la main affectés font une tentative active spontanée, ce qui est la caractéristique la plus importante qui le distingue du mouvement passif. Les appareils de réadaptation fournissent aux patients un retour visuel et tactile en temps réel et complètent une boucle fermée entre le système nerveux central et la périphérie dans le cadre de l’entraînement à la réadaptation29.
Il n’y a pas de techniques complexes impliquées dans l’entraînement à la tâche de réadaptation, mais il y a de nombreuses mises en garde à prendre en compte lors de l’évaluation des patients atteints de fNIRS. Pour garantir un bon signal fNIRS et éviter que les artefacts de mouvement n’interfèrent avec les résultats du test, nous plaçons généralement un support de tête sur la table devant le sujet. Nous ajustons la hauteur de la table de manière à ce que le menton du sujet repose sur le support de tête sans causer d’inconfort. Cela aide à réduire le balancement de la tête pendant les mouvements. De plus, l’huile de la peau sur le cuir chevelu affectera le signal optique ; En conséquence, nous essuyons l’huile de la tête du patient avec du papier absorbant l’huile avant l’expérience pour garantir la qualité du signal. Sur la base de l’expérience précédente, nous avons également constaté que la réduction de l’influence de la lumière naturelle et du son améliore la collecte des signaux fNIRS ; Par conséquent, nous collectons toutes les données dans un environnement sombre et calme30.
Des études antérieures ont montré que la MT peut améliorer efficacement la flexibilité des doigts après un AVC 31, en particulier pour la réhabilitation du membre supérieur des patients subaigus32, et est donc très prometteuse dans la restauration de la fonction motrice et l’amélioration de la capacité à effectuer des activités quotidiennes après une lésion de l’hémisphère cérébral 33,34,35,36. Lorsqu’un patient bouge son bras non affecté, une illusion d’optique formée par un miroir est considérée par le patient comme le mouvement de sa main affectée, ce qui augmente l’activité de ses zones corticales visuelles et somatosensorielles, améliorant ainsi l’attention du patient et réduisant la possibilité de négligence unilatérale37,38. De cette façon, le patient peut choisir consciemment d’utiliser plus souvent les membres affectés39. Sur la base de la MT traditionnelle, nous fournissons directement une stimulation somatosensorielle et un retour visuel au membre affecté par le biais de l’appareil AAM, ce qui réduit la sensation désagréable causée par l’asynchronisme de la proprioception de la main affectée et de la vision40, démontrant ainsi un potentiel thérapeutique plus large que la MT conventionnelle. Notre équipement de formation a une procédure d’utilisation simple et un profil de sécurité solide, avec la possibilité d’arrêter immédiatement la formation en cliquant sur le bouton de fermeture pour éviter les situations d’urgence qui peuvent survenir pendant le test. De plus, certaines études ont démontré que la MT peut favoriser la normalisation de l’équilibre hémisphérique après un AVC en régulant l’excitabilité de M1. Dans les études de suivi, nous utiliserons la fNIRS pour évaluer la connectivité fonctionnelle au repos du cortex cérébral afin de vérifier les changements de l’hémisphère cérébral chez les patients atteints de RHD après le traitement41.
Cette étude présente plusieurs limites. Tout d’abord, le paradigme de tâche choisi pour le test de spectroscopie proche infrarouge est passif, tandis que l’activation cérébrale peut se produire davantage dans les mouvements actifs. Ainsi, le paradigme de la tâche des tentatives actives peut être plus approprié que le mouvement passif. Deuxièmement, nous n’avons surveillé que la zone M1, mais la MT augmente également l’activité neuronale dans les zones impliquées dans l’allocation de l’attention et le contrôle cognitif, ce qui peut favoriser la récupération de la fonction motrice en augmentant le rôle cognitif dans le contrôle moteur42 ; Par conséquent, une surveillance de l’hémodynamique préfrontale peut également être nécessaire. De plus, en raison du grand nombre de plans de traitement pour les patients hospitalisés, seulement 10 minutes de formation à la rééducation de la main ont été effectuées chaque jour. À l’avenir, le temps de formation devrait être prolongé afin de mieux explorer l’effet de réadaptation. Des études de suivi sont nécessaires pour observer l’effet à long terme de cette formation. À l’avenir, des études multicentriques sur de grands échantillons devraient fournir les stratégies de réadaptation les plus appropriées pour les patients atteints de RHD précoce.
Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.
Cette étude a été soutenue par le Fonds de recherche fondamentale pour les instituts centraux de recherche sur le bien-être public (2019CZ-11) et le Projet du Centre de recherche sur la réadaptation de Chine (numéro : 2021zx-Q5).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Hand Active Passive Rehabilitation Trainer | Soft Robot Technology Co., Ltd. | H1000 | FOT-AAM group training/FOT-PM group training |
Near-Infrared Brain Functional Imaging System | Shimadzu (China) Co.,Ltd. | LIGHTNIRS | Assessment |
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